(57)【要約】【課題】方向特性を良くするためにβ線入射窓の一部を厚くしたフィルタ構造とした場合、その中間の角度において０°に対してオーバレスポンスになるという問題があった。【解決手段】複数のセンサを使用し、少なくとも１つのセンサはβ線入射窓を均一とし、少なくとも１つのセンサは、β線入射窓に正面方向にレスポンスを高くし、広角方向ではレスポンスを低くするために周囲に比べ中央部の厚みが薄いβ線入射窓を設け、それぞれのレスポンスをＣＰＵ内で比較することによって角度補正係数を決め、β線入射窓を均一としたセンサからのレスポンスに対して補正係数を掛けることによってオーバレスポンスの問題は軽減する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線の通過特性が均一な第１のフィルタと、前記第１のフィルタを通過した放射線を検出する第１の放射線検出部と、前記放射線の通過特性が部分的に異なる第２のフィルタと、前記第２のフィルタを通過した放射線を検出する第２の放射線検出部とを備えた放射線測定装置。
【請求項２】
放射線の通過特性が均一な第１のフィルタと、前記第１のフィルタを通過した放射線を検出する第１の放射線検出部と、前記放射線の通過特性が部分的に異なる第２のフィルタと、前記第２のフィルタを通過した放射線を検出する第２の放射線検出部と、前記第１の放射線検出部の検出結果と前記第２の放射線検出部の検出結果とに基づく演算結果に対応付けられて予め求められた補正係数を記憶する記憶部と、前記第１の放射線検出部の検出結果と前記第２の放射線検出部の検出結果と前記記憶部に記憶されている補正係数とに基づいて前記第１の放射線検出部の検出結果を補正する処理部とを備えた放射線測定装置。
【請求項３】
放射線の通過特性が均一な第１のフィルタと、前記第１のフィルタを通過した放射線を検出する第１の放射線検出部と、前記放射線の通過特性が部分的に異なる第２のフィルタと、前記第２のフィルタを通過した放射線を検出する第２の放射線検出部と、前記第１の放射線検出部の検出結果と前記第２の放射線検出部との比率に対応付けられて予め求められた補正係数を記憶する記憶部と、前記第１の放射線検出部の検出結果と前記第２の放射線検出部の検出結果と前記記憶部に記憶されている補正係数とに基づいて前記第１の放射線検出部の検出結果を補正する処理部とを備えた放射線測定装置。
【請求項４】
第１の放射線検出部の検出結果の補正を放射線の方向特性に対して行うことを特徴とする請求項２または３記載の放射線測定装置。
【請求項５】
第１の放射線検出部の検出結果の補正を放射線のエネルギー特性に対して行うことを特徴とする請求項２または３記載の放射線測定装置。
【請求項６】
第１の放射線検出部の検出結果の補正を放射線の方向特性および放射線のエネルギー特性に対して行うことを特徴とする請求項２または記載の放射線測定装置。
【請求項７】
第２のフィルタは、厚みが異なることで通過特性が部分的に異なるものであり、略中央部分の厚さが他の部分の厚さより薄いものである請求項１から６のいずれか１項に記載の放射線測定装置。
【請求項８】
第２のフィルタは、通過特性が均一なフィルタの一部に金属を取り付けることより通過特性が部分的に異なるものである請求項１から６のいずれか１項に記載の放射線測定装置。
【請求項９】
金属は鉛からなることを特徴とする請求項８記載の放射線測定装置。
【請求項１０】
金属はタングステンからなることを特徴とする請求項８記載の放射線測定装置。
【請求項１１】
第１および／または第２の放射線検出器はシリコン検出器である請求項１から１０のいずれか１項に記載の放射線測定装置。
【請求項１２】
第１および／または第２の放射線検出器はテルル化カドミウム検出器である請求項１から１０のいずれか１項に記載の放射線測定装置。
【請求項１３】
第１および／または第２の放射線検出器はガリウムヒ素検出器である請求項１から１０のいずれか１項に記載の放射線測定装置。
【請求項１４】
第１および／または第２の放射線検出器はＣｓＩシンチレータ検出器とシリコンフォト検出器の組み合わせからなる請求項１から１０のいずれか１項に記載の放射線測定装置。
【請求項１５】
放射線測定装置はポケット線量計であることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の放射線測定装置。
【請求項１６】
放射線測定装置はサーベイメータであることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の放射線測定装置。
【請求項１７】
放射線測定装置はエリアモニタであることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の放射線測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電所、放射線利用施設及び加速器施設等において使用される個人被ばく管理用ポケット線量計や環境測定用サーベイメータやエリアモニタ等の放射線測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６に従来の放射線測定装置の放射線検出部を説明するための検出部構成図を示す。図６において、放射線の一例であるβ線は遮光や電磁シールドの機能を兼ねたフィルタ１１を介して放射線検出器１３に入射する。なお、このフィルタ１１としては、厚みが２０ｍｇ／ｃｍ2程度のアルミニウム、または、銅とＰＥＴの張合わせシートを使用し、フィルタ１１の中心部にはフィルタ１２として厚み０．５ｍｍの鉛を付加して使用する。そして、フィルタ１１はフィルタ支持部１４によって支えられておりプリント基板１５に取り付けられている。β線は物質中の透過力がＸ線、γ線に対して非常に小さく、例えば、０．５ＭｅＶのβ線は０．６ｍｍ厚アルミニウム（１６０ｍｇ／ｃｍ2）で止まってしまう。方向特性を良くするために通常６０°方向まで正面方向（０°）と同程度の感度を持たせるようにフィルタ１２を設け、正面方向での感度を落とすことによって相対的に６０°方向での感度を上げ、方向特性が通常６０°方向まで０°（正面）方向と同程度の感度を持たせるようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−４８５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の方法では、β線に対する方向特性は入射窓部の厚みが均等な場合には広角になるほどレスポンスが小さくなるため窓中央部を厚くしたフィルタ構造としており、このフィルタ構造により６０°で０°と同等のレスポンスが得られるようにフィルタ形状を決定した場合、その中間の角度において０°に対してオーバレスポンスになることがあった。即ち、６０°の各角度までの０°に対してのレスポンスが通常バラツキの規格である±３０％を外れることがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の放射線測定装置は、複数の放射線検出部を使用し、少なくとも１つの放射線検出部へ入射するβ線のβ線入射部を均一とし、少なくとも１つの放射線検出部へ入射するβ線のβ線入射部の正面方向にレスポンスを高くし、広角方向ではレスポンスを低くするために周囲に比べ中央部の厚みが薄いβ線入射部を設け、それぞれのレスポンスをＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などの処理部内で比較することによって、レスポンスに対する補正係数を決め、β線入射部を均一とした放射線検出部からのレスポンスに対して補正係数を乗算して補正を行うものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の放射線測定装置によれば、検出する放射線の方向特性を、入射の角度によらずフラットにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の一実施の形態について、図１から図５を用いて説明する。
【０００７】
図１は本実施の形態の放射線測定装置における放射線検出部分を説明するための検出部概略構成図である。１および４は遮光及び電磁シールドの機能を兼ねた厚みが均一なβ線入射窓としてのフィルタであり、２はファイル１およびフィルタ４を支持するフィルタ支持部であり、３はフィルタ１を通過した放射線を検出するための放射線検出器であり、５はフィルタ４の略中央部以外の箇所に設けられた穴あきフィルタであり、６はフィルタ４を通過した放射線を検出するための放射線検出器であり、７は放射線検出器３および放射線検出器６やフィルタ支持部２を取り付けるためのプリント基板である。
【０００８】
なお、フィルタ１およびフィルタ４としては、厚みが２０ｍｇ／ｃｍ2程度アルミニウム、または、銅とＰＥＴとを張合わせたシートを使用する。
【０００９】
また、放射線検出器３および放射線検出器６は、一例として、シリコン半導体検出器からなる。
【００１０】
以上のように構成された放射線検出部分について、その動作を説明する。
【００１１】
β線は遮光及び電磁シールドの機能を兼ねた厚みが均一なβ線入射窓としてのフィルタ１を通して放射線検出器３に入射する。放射線検出器３内では電離作用が起こり、電流が発生する。次にアンプ回路（図示せず）にて電流−電圧変換されて増幅される。この増幅されたアナログ信号はコンパレータ回路（図示せず）に送られてしきい値との比較が行われる。なお、このコンパレータ回路はノイズ信号をカットしたりするものである。そして、しきい値を超えた信号は、処理部であるＣＰＵ（図示せず）において、放射線の単位である線量Ｄ１（シーベルト）または線量率ＤＲ１（シーベルト／時間）に換算される。
一方、放射線検出器３内と同様に、β線はフィルタ１と同材料のフィルタ４及び中央部に放射線検出器６の放射線有感面積の１／５程度の面積の空孔を設けた厚み１ｍｍの鉛を使用した穴あきフィルタ５を通して放射線検出器６にも入射する。この放射線検出器６内でも電離作用が起こり、電流が発生する。そして、アンプ回路（図示せず）にて電流−電圧変換されて増幅される。このアナログ信号はコンパレータ回路（図示せず）に送られてしきい値との比較が行われる。しきい値を超えた信号は、処理部であるＣＰＵ（図示せず）で放射線の単位である線量Ｄ２（シーベルト）または線量率ＤＲ２（シーベルト／時間）に換算される。
【００１２】
次に、測定した線量を補正するための補正係数について、図２を用いて説明する。
【００１３】
図２は、放射線測定装置の一例であるポケット線量計において、放射線検出器３と放射線検出器６の２つの放射線検出器を使って入射した放射線の方向特性を補正するための補正係数を示す図である。この図２については、Ｄ２／Ｄ１（線量Ｄ２と線量Ｄ１との比）を予め実験によって各角度で取得しておき、補正係数（Ｋ）を割り出しておく。なお、この図２に示す特性は、記憶部（図示せず）に記憶しておく。そして、測定したＤ１とＤ２と、図２に示す特性とに基づいて、処理部（図示せず）において、Ｋ（補正係数）×Ｄ１（放射線検出器３により検出した線量）を演算して補正を行う。なお、放射線の入射方向が正面（０°）に比べて広角となるとＤ２／Ｄ１が小さくなるものである。そして、これをＤ２／Ｄ１を角度情報としてその比に対応する補正係数Ｋを乗算することで補正を行うものである。
【００１４】
次に、放射線検出器３と放射線検出器６の２つの放射線検出器により線量Ｄ１，Ｄ２を測定し、その測定結果と記憶部に記憶している図２に示した補正係数とに基づいて測定した線量の補正を行った実例について、図３を用いて説明する。
【００１５】
図３はポケット線量計の垂直方向（正面）０°〜６０°での各角度における線量の測定および補正の例を示す図である。放射線検出器３と放射線検出器６の２つの放射線検出器により線量Ｄ１，Ｄ２を測定し、処理部はこの線量Ｄ１とＤ２を用いて比率Ｄ２／Ｄ１を求める。処理部は、この比率に対応する補正係数Ｋを、図２に示した記憶部に記憶している値から選定し、この補正係数ＫをＤ１に乗算することにより補正を行う。なお、線量率の場合においても、線量の場合と同様に同じ補正係数Ｋを乗算することで補正を行うことができる。
【００１６】
図４は、上述の補正の有り無しにおけるβ線方向特性を示す図である。図４に示すように、上記した補正を行うことにより、０°〜６０°の全角度でバラツキの規格である±３０％を外れることなく、過大または過小評価なく補正を実施することができる。
【００１７】
以上はβ線方向特性補正のための補正係数であるが、低エネルギーβ線に対するレスポンスが高エネルギーβ線に対するレスポンスよりも低い場合にも、同様に２つの放射線検出器で測定した結果に基づいて補正係数を特定して補正を行うようにしてもよい。図５は、補正有り無しでのβ線エネルギー特性図である。この場合、穴あきフィルタ５の空孔の面積を調整することによって方向特性とエネルギー特性両方に対して放射線の入射方向及びエネルギーのエネルギーによらずレスポンスが一定の放射線測定器を実現できる。
【００１８】
以上のように、本実施の形態の放射線測定装置によれば、複数の放射線検出器を使用し、少なくとも１つの放射線検出器はβ線入射窓を均一とし、少なくとも他の１つの放射線検出器は、β線入射窓に正面方向にレスポンスを高くし、広角方向ではレスポンスを低くするために周囲に比べ中央部の厚みが薄いβ線入射窓を設けて部分的に通過特性が異なる構成とし、これら２つの放射線検出器を用いて放射線を測定し、それぞれの測定結果から放射線の入射角度を推定してそれに対応する補正係数を特定し、測定結果にこの補正係数を乗算して補正を行うようにすることで、放射線の入射角度によらず感度特性をフラットとして放射線の測定を行うことができる。
【００１９】
なお、本実施の形態において、穴あきフィルタ５を構成する材料として鉛を使用した例について説明したが、これに限るものではなく、鉛の代わりにタングステンを使用しても同様の結果を得ることができる。
【００２０】
また、本実施の形態において、放射検出器３および６をシリコン検出器とした例について説明したが、これに限るものではなく、この代わりに、ガリウムヒ素検出器またはテルル化カドミウム検出器またはＣｓＩ（ヨウ化セシウム）シンチレータ検出器とシリコンフォト検出器の組み合わせとしても同様の結果を得ることができる。
【００２１】
また、本実施の形態においては、ポケット線量計を例として説明したが、ポケット線量計と同様の検出器を使用するサーベイメータやエリアモニタでも同様の結果を得ることができる。
【００２２】
また、放射線検出部は２つに限らず２つ以上としてもよい。そして、これらの放射検出器は出来るだけ近付けて配置するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の放射線測定装置によれば、β線の方向特性及びエネルギー特性を精度よく補正することができるので、原子力発電所、放射線利用施設及び加速器施設等において使用される個人被ばく管理用ポケット線量計や環境測定用サーベイメータ、エリアモニタ等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施の形態における放射線検出部の概略構成を示す図
【図２】実施の形態における補正係数を示す図
【図３】実施の形態におけるβ線方向特性の補正の実例を示す図
【図４】実施の形態におけるβ線方向特性の補正の実例を示す図
【図５】実施の形態におけるβ線エネルギー特性を示す図
【図６】従来の放射線検出部の概略構成を示す図
【符号の説明】
【００２５】
１  フィルタ
２  フィルタ支持部
３  放射線検出器
４  フィルタ
５  穴あきフィルタ
６  放射線検出器
７  プリント基板
１１  フィルタ
１２  フィルタ
１３  放射線検出器
１４  フィルタ支持部
１５  プリント基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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